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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Absolute Geschwindigkeit der Erde


CrazyT
29.01.17, 12:03
Letzens hatte ich mir die Frage gestellt, ob man die absolute Geschwindigkeit der Erde ermitteln kann.
Dabei bin ich auf folgende Seite gestoßen:
http://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-5089/8554_read-16291/

Da steht, dass sich dies nicht so einfach ermitteln lässt da man verschiedene Geschwindigkeiten zusammensetzen müsste die sich dauernd ändern.
Ich hab mir gedacht:
"Na gut ... kein Problem, nehmen wir eben Bezug zu einer anderen Geschwindigkeit die wir bereits kennen: der Lichtgeschwindigkeit."

Da die Lichtgeschwindigkeit innerhalb eines festgelegten Mediums immer gleich ist könnte man dies doch nutzen um die absolute Geschwindigkeit eines Systems im Raum zu ermitteln.

Da das schwierig ist zu erklären habe ich hier mal eine 2D-Animation zusammengezimmert (getestet mit Firefox 51.0.1, macht in anderen Browsern evtl. Probleme):
https://dl.dropboxusercontent.com/u/1336584/light_motion/anim.html
Der rot ausbreitende Kreis soll das Licht darstellen.
X Verläuft von links nach rechts.
Y Von unten nach oben.
Wird die X-Geschwindigkeit erhöht erreicht das Licht den lenken Detektor schneller da er dem Licht mit einer bestimmten Geschwindigkeit entgegenkommt.(das Gegenteil trifft dann logischerweise auf den rechten Detektor zu)
Die Bewegung des Systems dürfte ja eigendlich keinen Einfluss auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes selber haben (Licht kann nicht schneller sein als Licht ... kann also auch nicht beschleunigt werden).


So ... jetzt kommen meine Fragen:
Habe ich da einen Denkfehler?
Ist es technisch möglich auf diese Weise live die absolute Geschwindigkeit(und Richtung) zu berechnen?

Diesbezüglich hatte ich nichts im Netz gefunden.
Ich weis lediglich dass man Laser verwendet um irgendwie Gravitationswellen nachzuweisen, das hat aber mit dem Thema hier nichts zu tun.

Timm
29.01.17, 14:13
Um einen Denkfehler geht es nicht, eher um eine Wissenslücke. Vielleicht liest du mal unter 'Konstanz der Lichtgeschwindigkeit' nach und prüfst dann deine Überlegungen.

Was eine Relativgeschwindigkeit der Erde anbelangt, findest du einiges unter Dipolasymmetrie des Mikrowellenhintergrunds.

Marco Polo
29.01.17, 19:49
Wiki schreibt zu diesem Thema:

Die verbleibenden Messwerte zeigen ein auffallendes Dipolmuster: Das Maximum der Strahlung aus einer ganz bestimmten Richtung (ungefähr entgegengesetzt der momentanen Rotationsrichtung des Sonnensystems in der Milchstraße) ist deutlich blauverschoben, in entgegengesetzter Richtung rotverschoben (Dopplereffekt (https://de.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt)). Das wird damit erklärt, dass sich unser Sonnensystem (https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem) mit etwa 369 km/s gegenüber einem Bezugssystem bewegt, in dem die Strahlung isotrop ist.

Das ist aber eine Relativgeschwindigkeit und keineswegs eine Absolutgeschwindigkeit. Absolutgeschwindigkeiten sind spätestens seit der Aufgabe der Idee eines Äthers nicht definierbar.

CrazyT
30.01.17, 17:57
Dass ich Wissenslücken habe bestreite ich nicht, keiner ist unfehlbar.


Wikipedia sagt dazu:
"Mit dem Michelson-Morley-Experiment wurde zwar die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit für einen mit der Lichtquelle mitbewegten Beobachter bestätigt"

Also mal angenommen ich habe einen langen Zug (2 Lichtjahre lang).
Genau in der Mitte befindet sich eine Lampe.
An den beiden äußeren Enden befinden sich Kamera's(Kamera A und B - mit Zeitmittschnitt).
Der Zug fährt mit 10% Lichtgeschwindigkeit in Richtung von Kamera A.
Nach einer bestimmten Zeit geht das Licht in der Mitte an.

So wie ich das verstanden habe müssten beide Kamera's trotzdem die selbe Zeit aufzeigen in dem das Licht angegangen ist, auch wenn Kamera B dem Licht entgegen kommt und Kamera A sich dem Licht entfernt.

Irgendwie wiederstrebt das meiner Vorstellung.
Von Raumdehnung etc. hab ich schon gelesen, allerdings bezieht sich sowas wohl eher auf externe Beobachter.
Selbst wenn sowas stattfinden sollte hätte das keinen Einfluss, da sich alles mit der gleichen Geschwindigkeit fortbewegt.
Die Zeit vergeht demnach bei Kamera A und B ebenfalls gleich.
Und wiki sagt: "Speziellen Relativitätstheorie, die u. a. aussagt: Licht überholt nicht Licht", was dem auch wieder wiederspricht.
(auch wenns vermutlich nicht gerade wissenschaftlich ist auf Wikipedia zu verweisen :D )

Werd mal schauen ob ich die ein oder andere Wissenslücke auffüllen kann, vlt. fällt mir ja auch ne andere Möglichkeit ein, dann steht dem interstellaren Kompass mit Geschwindigkeitsangabe nichts mehr im Wege :D (nicht ganz ernst gemeint ;) )



OffTopic:
Kamera's die die Bewegung des Lichtes festhalten können scheint es sogar schon zu geben, sieht an und für sich auch recht interessant aus:
https://www.youtube.com/watch?v=snSIRJ2brEk

Plankton
30.01.17, 21:09
[...]
Also mal angenommen ich habe einen langen Zug (2 Lichtjahre lang).
Genau in der Mitte befindet sich eine Lampe.
An den beiden äußeren Enden befinden sich Kamera's(Kamera A und B - mit Zeitmittschnitt).
Der Zug fährt mit 10% Lichtgeschwindigkeit in Richtung von Kamera A.
Nach einer bestimmten Zeit geht das Licht in der Mitte an.
[...]
AFAIK ist es bezogen auf die SRT so, dass
1. Bewegung relativ ist
2. somit Geschwindigkeit auch.
Es geht immer um eine konstante und gleichförmige Bewegung. Wenn der Zug mit v = 10% LG sich bewegt, dann müsste man erst mal sagen zu was. Wenn man dann einen äußeren Bobachter festlegt, dann kann man aufgrund der Relativität auch den Zug als ruhend betrachten. Definiere ich so den Zug als ruhend, kommen die Lichtblitze gleichzeitig an, aus der Perspektive.

Nur für einen äußeren Beobachter stellt es sich m.E. anders da.
IMHO eilt aus dieser Sicht der Lichtblitz der Kamera A hinterher, während er B entgegenkommt. Die LG ist zwar sehr groß, aber endlich. Etwas Zeit müsste der Lichtblitz länger brauchen, um A zu erreichen. Bei B müsste es umgekehrt sein. Gruß :)

PS: Gibt dazu einen Artikel auf Wiki: https://de.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A4t_der_Gleichzeitigkeit

Timm
30.01.17, 23:01
Was hat nun das Ergebnis dieses Experiments


Also mal angenommen ich habe einen langen Zug (2 Lichtjahre lang).
Genau in der Mitte befindet sich eine Lampe.
An den beiden äußeren Enden befinden sich Kamera's(Kamera A und B - mit Zeitmittschnitt).
Der Zug fährt mit 10% Lichtgeschwindigkeit in Richtung von Kamera A.
Nach einer bestimmten Zeit geht das Licht in der Mitte an.

So wie ich das verstanden habe müssten beide Kamera's trotzdem die selbe Zeit aufzeigen in dem das Licht angegangen ist, auch wenn Kamera B dem Licht entgegen kommt und Kamera A sich dem Licht entfernt.

mit der hier

Da die Lichtgeschwindigkeit innerhalb eines festgelegten Mediums immer gleich ist könnte man dies doch nutzen um die absolute Geschwindigkeit eines Systems im Raum zu ermitteln.

erwähnten absoluten Geschwindigkeit zu tun?
Was verstehst du unter absoluter Geschwindigkeit eines Objekts mit Ruhemasse, nachdem du (möglicherweise) zu 'Konstanz der Lichtgeschwindigkeit' nachgelesen hast? Falls dir diese Fragerei komisch vorkommt, es ist nach aller Erfahrung hilfreich selbst dahinter zu kommen, wo der Haken bei einer Modellvorstellung ist, in die man sich womöglich ein bißchen vernarrt hat. Jedes Modell beruht auf Annahmen. Logisch, daß die stimmen müssen, damit das Modell eine Chance hat.

Ich
31.01.17, 14:30
So wie ich das verstanden habe müssten beide Kamera's trotzdem die selbe Zeit aufzeigen in dem das Licht angegangen ist, auch wenn Kamera B dem Licht entgegen kommt und Kamera A sich dem Licht entfernt.Im Bezugssytem des Zuges hat Licht definitionsgemäß dieselbe Geschwindigkeit in alle Richtungen. Wenn in der Mitte ein Signal gesendet wird, dann trifft es natürlich auch gleichzeitig an den Enden ein. Es kommt auch nichts dem Licht entgegen oder entfernt sich vom Licht, weil der Zug in seinem eigenen Bezugssystem natürlich ruht.
Im Bezugssystem des Bahnhofs hingegen bewegt sich ein Ende weg vom Licht und das andere hin. Da auch hier das Licht in alle Richtungen gleich schnell ist, treffen die Signale natürlich nicht gleichzeitig an den Enden ein.
Näheres dazu zeigt der Link von Plankton.

p.s.: Ich kannte mal eine Animation, wo vier Lichtsignale vom Zentrum nach außen gingen und an einem Kreis wieder nach innen reflektiert wurden. Dargestellt im ruhenden und im bewegten System. Kennt die jemand und hat jemand einen Link dahin?

CrazyT
31.01.17, 17:52
Von Bahnhof etc. bin ich nicht ausgegangen.(also kein externer Beobachter)
Mir ging es lediglich darum was die beiden Kamera's aufzeichen.
Demnach müssten beide den gleichen Zeitstempel haben wenn das Licht angeht.

Irgendwie klingt das trotzdem seltsam.
Wenn es dem Licht egal ist wie schnell sich seine Quelle bewegt, wieso sollte es sich dann schneller zu A bewegen(und langsamer zu B) damit beide zur gleichen Zeit das Licht registrieren.

Nochmal kurz zur Erläuterung:
Das Licht braucht ja trotzdem eine gewisse Zeit um zu den Kamera's zu gelangen(daher absichtlich ein 2 Lichtjahre langer Zug um das zu verdeutlichen).
Das blöde ist aber dass sich A und B ja bewegen während das Licht noch auf seiner Reise ist.
Würden beide gleichzeitig das Licht registrieren, so währe das Licht auf jedenfall von der Position wo das Licht angegangen ist hin zu Kamera A einen längeren Weg gereist als zu Kamera B.


Zu meiner Definition von "absoluter Geschwindigkeit":
Am Anfang des Universums gabs ja keine Bewegung, erst nach dem Big Bang dehnte sich das Universum aus und demnach bewegen sich alle Planeten und Sterne vom Zentrum weg.
Hinzu kommt dann noch die Bewegung der Planeten um die Sterne etc.
Als Bezugspunkt der Geschwindigkeit könnte man also jetzt meinetwegen den "Mittelpunkt" des Universums nehmen.


Edit
Hab grad was von "Lorentz-Transformation"(bzw. "Relativistisches Additionstheorem für Geschwindigkeiten") gelesen, wird aber noch ne weile dauern bis ich das verinnerlicht habe.

Timm
31.01.17, 20:13
Das blöde ist aber dass sich A und B ja bewegen während das Licht noch auf seiner Reise ist.
Du hast leider nicht verinnerlicht, was 'Ich' vom Bezugssystem des Zuges geschrieben hat. In diesem System ruhen A und B und ruht die Lichtquelle in der Mitte. Nichts bewegt sich relativ zueinander. Wie sich der Zug relativ zu irgend etwas da draußen bewegt, ist irrelevant.
Zu meiner Definition von "absoluter Geschwindigkeit":
Am Anfang des Universums gabs ja keine Bewegung, erst nach dem Big Bang dehnte sich das Universum aus und demnach bewegen sich alle Planeten und Sterne vom Zentrum weg.

Nein, denn der Urknall fand überall statt. Tipp, lies das bei Wikipedia nach.
Hab grad was von "Lorentz-Transformation"(bzw. "Relativistisches Additionstheorem für Geschwindigkeiten") gelesen, wird aber noch ne weile dauern bis ich das verinnerlicht habe.
Lohnt sich aber, nicht locker lassen!

Ich
01.02.17, 07:42
Wenn es dem Licht egal ist wie schnell sich seine Quelle bewegt, wieso sollte es sich dann schneller zu A bewegen(und langsamer zu B) damit beide zur gleichen Zeit das Licht registrieren.

Nochmal kurz zur Erläuterung:
Das Licht braucht ja trotzdem eine gewisse Zeit um zu den Kamera's zu gelangen(daher absichtlich ein 2 Lichtjahre langer Zug um das zu verdeutlichen).Da die Strecken gleich lang sind, kommen die Signale gleichzeitig an, wenn das Licht immer dieselbe Geschwindigkeit hat.
Das blöde ist aber dass sich A und B ja bewegen während das Licht noch auf seiner Reise ist.Nein, tun sie nicht. Das tun sie nur aus der Sicht des Bahnsteigs, und von der willst du ja gerade nicht ausgehen.
Würden beide gleichzeitig das Licht registrieren, so währe das Licht auf jedenfall von der Position wo das Licht angegangen ist hin zu Kamera A einen längeren Weg gereist als zu Kamera B.
Natürlich nicht. Das wäre nur aus der Sicht des Bahnsteigs so, und von der willst du ja gerade nicht ausgehen.
Als Bezugspunkt der Geschwindigkeit könnte man also jetzt meinetwegen den "Mittelpunkt" des Universums nehmen.So etwas gibt es vermutlich nicht.
Hab grad was von "Lorentz-Transformation"(bzw. "Relativistisches Additionstheorem für Geschwindigkeiten") gelesen, wird aber noch ne weile dauern bis ich das verinnerlicht habe.Du solltest "Relativität der Gleichzeitigkeit" lesen, weil es genau darum geht.

Marco Polo
01.02.17, 19:23
Du solltest "Relativität der Gleichzeitigkeit" lesen, weil es genau darum geht.

Schön, dass du das ansprichst. Die wenigsten wissen nämlich, dass die Relativität der Gleichzeitigkeit die eigentliche Ursache der Längenkontraktion ist. So zumindest mein Wissensstand.

Plankton
15.03.17, 21:05
[...]
OffTopic:
Kamera's die die Bewegung des Lichtes festhalten können scheint es sogar schon zu geben, sieht an und für sich auch recht interessant aus:
https://www.youtube.com/watch?v=snSIRJ2brEk
Das ist wirklich beeindruckend! 1.000.000.000.000 (1 Billion/Trillion) FPS!!!
Photonen wie sie sich durch den Raum bewegen. Geil. :D
Inwiefern beeinflusst eigentlich der Film, die Messung nun das Ergebnis. ;)

Dedi
16.11.17, 12:18
p.s.: Ich kannte mal eine Animation, wo vier Lichtsignale vom Zentrum nach außen gingen und an einem Kreis wieder nach innen reflektiert wurden. Dargestellt im ruhenden und im bewegten System. Kennt die jemand und hat jemand einen Link dahin?

https://m.youtube.com/watch?v=AwN2j0LcRxE
https://m.youtube.com/watch?v=mt0vKjpAHfg

Ich
16.11.17, 23:41
Ja, danke. Das ist aber mal wieder seltsam erklärt in den Videos.